试谈高分子材料与复合材料的成形.ppt

《试谈高分子材料与复合材料的成形.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、第6章高分子材料与复合材料成形6.1高分子材料的成形6.2工业陶瓷的成形6.3复合材料成形返回6.1高分子材料的成形6.1高分子材料的成形由于非金属材料与金属材料在结构和性能上有较大差异，其成形特点也不同，与金属材料的成形相比，非金属材料成形有以下特点:1）非金属材料可以是流态成形，也可以是固态成形，成形方法灵活多样，可以制成形状复杂的零件。2）非金属材料的成形通常是在较低温度下成形，成形工艺较简便。3）非金属材料的成形一般要与材料的生产工艺相结合。第1节高分子材料的成形6.1.1工程塑料的成形工程塑料的主要特性有：1）密度小；2）耐腐蚀；3）良好的电绝缘性和较小的介电损耗；4）耐磨和减摩性

2、好；5）良好的成形性。塑料制品的主要不足之处在于：耐热性差，强度、硬度较低，刚性和尺寸稳定性差，易老化，易蠕变等，使其应用受到一定限制。1.塑料形变与温度的关系1）热塑性塑料形变与温度的关系形变与温度的关系曲线如图6-1所示，可分为玻璃态、高弹态、粘流态。图6-1塑料的形变与温度的关系6.1.1.1工程塑料的成形性能2）热固性塑料在加热加压下状态：热固性塑料在加热过程中存在稳定态、塑化态、固态，如图6-2所示。2.塑料的流变性能塑料在成形过程中，除少数工艺外，都要求塑料处于粘流态(或塑化态)成形，塑料聚合物熔体是非牛顿流体(或称粘流体)，其粘度随流动中的剪切速率、温度、压力的变化而有较大的变

3、化。如图6-3是几种常用塑料的粘度与温度变化曲线。当温度一定时，塑料熔体流动剪切速率愈高，其粘度愈低。图6-2热固性塑料受热后的状态图6-3塑料粘度与温度变化曲线3.塑料的成形工艺性塑料的成形工艺性是塑料在成形加工中表现出的特有性质，主要表现在以下几个方面。1）流动性。塑料在一定的温度和压力下填充模具型腔的能力称为塑料的流动性。热塑性塑料的流动性用熔融指数(又称熔融流动率)表示，熔融指数越大，流动性也越好，熔融指数与塑料的粘度有关，粘度愈小熔融指数愈大，塑料的流动性也愈好。热固性塑料的流动性指标一般用拉西格流动性表示。第一级：拉西格流动值为100～130mm，用于压制无嵌件、形状简单的一般厚

4、度塑件。第二级：拉西格流动值为131～150mm，用于压制中等复杂程度的塑件。第三级：拉西格流动值为151～180mm，用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件，或用于传递（压注）成形。2）收缩性。塑料制品从模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收缩的特性称为收缩性。塑料制件的成形收缩值可用收缩率表示:——塑料收缩率；——模具在室温时的尺寸（mm）；——塑件在室温时的尺寸（mm）。式中3）结晶性。按照聚集态结构的不同，塑料可以分为结晶型和无定型两类。高聚物中晶区所占的比例称为结晶度，结晶度大，塑料的硬度和刚度提高，力学性能和耐磨性增高，耐热性、电性能及化学稳定性亦有所提高；反之，结晶度低的，

5、柔韧性、耐折性、伸长率及冲击强度等较大，透明度也较高。4）热敏性和水敏性。热敏性是指塑料对热降解的敏感性。水敏性是指塑料对水降解的敏感性，也称吸湿性。5）毒性、刺激性和腐蚀性。成形加工塑料时，必须严格掌握工艺规程，防止有害气体危害人体和腐蚀模具及加工设备。除上述工艺性能外，还有吸气性、粘膜性、可塑性、压缩性、均匀性和相交联倾向等。6.1.1.2注射成形塑料注射成形又称注塑成形或注射法，是热塑性塑料成形的主要加工方法。其生产周期短，生产效率高，能一次成形空间几何形状复杂、尺寸精度高、带有各种嵌件的塑料制品，适应性强，生产过程易于实现自动化。1.注射成形工艺过程注射成形工艺过程是将塑料经过预干燥

6、处理，通过注射机的注射过程使塑料在模具中成形，开模后取出塑件并进行后处理。其中注射过程是获得合格塑件的关键，完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却定型和脱模等几个步骤。注射成形的工艺条件主要有温度、压力和时间等。1）温度。在注射成形时需控制的温度有料筒温度、喷嘴温度、模具温度等。2）压力。包括塑化压力和注射压力两种。塑化压力又称背压，是注射机螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时受到的压力。注射压力是指柱塞或螺杆头部注射时对塑料熔体施加的压力。3）时间。注射时间是一次注射成形所需的时间，又称成形时间。2.注射机与模具1）注射机。注射机是注射成形的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、角式三种。基

7、本由注射系统、合模锁模系统、操作控制系统三部分组成，如图6-4所示。2）注射模。注射成形模具是注射成形工艺的主要工艺装备，称为注射模。注射模一般由定模部分和动模部分组成，如图6-5所示。根据模具上各种零部件的作用，塑料注射模一般有以下几部分：成形部分：组成模具型腔的零件，主要由凸模、凹模、型芯、嵌件和镶块等组成。浇注系统：熔融塑料从喷嘴进入模具型腔流经的通道称为浇注系统。它一般由主流道、分流道、浇口和冲料井等